纳米石墨晶薄膜的场发射特性

研究了纳米石墨晶的场发射特性，介绍了纳米石墨晶薄膜的制备方法，通过扫描电镜和Raman光谱对纳米石墨晶的结构进行了分析，场发射特性测试表明纳米石墨晶薄膜的场发射阈值电场为1.8V/μm。根据实验结果计算出纳米石墨晶的有效功函数在0.75-1.62eV之间，研究表明纳米石墨晶薄膜具有一些独到的特点，也非常适合场发射显示用冷阴极的制备。     

沉积气压对氮化硼薄膜场发射特性的影响

利用等离子体增强脉冲激光沉积系统,在n型Si(100)基底上沉积了不同沉积气压下的纳米BN薄膜,利用红外光谱(FTIR)对BN薄膜进行了表征.通过原子力显微镜(AFM)观察了薄膜的表面形貌.在超高真空(＜5.0×10-7 Pa)情况下测量了薄膜的场致发射特性.实验结果表明,沉积气压对BN薄膜的场发射特性影响很大.BN薄膜的阈值电场随着沉积气压的升高而升高,发射极限电流随着沉积气压的升高而较小,但耐压特性提高.沉积气压为2 Pa时沉积的BN薄膜的场发射的阈值电场最低,为12 V/μm,当电场升高到27 V/μm时,场发射电流密度为140.6 μA/cm2;当沉积气压升高到5 Pa时,阈值电场升高为26 V/μm,当电场升高到59 V/μm时,发射电流密度为187.5 μA/cm2;沉积气压升高到15 Pa时的样品的阈值电场已经高达51 V/μm.所有BN薄膜的F-N曲线都符合F-N理论,表明电子发射是通过隧穿表面势垒完成的.     

碳纳米管膜场发射三极管的制备及特性研究

对多壁碳纳米管薄膜作为阴极的真空三极结构发光管器件进行了初步研制.研究了器件结构及场发射特性.研究证明碳纳米管薄膜是一种性能优良的冷阴极材料.采用CNTs薄膜为阴极的真空发光管器件可以在10-6～10-7 Pa的真空度下稳定工作,并在较低的阳极工作电压下获得较大的电流.在阳极电压为5.8 kV,栅压为750 V时,在3 cm2发射面积上,可获得1.1 mA的电流值.器件的发射电流较稳定,且亮度达到1.8X103 cd/m2,十分适用于户外大屏幕显示.     

ZnO纳米线的气相沉积制备及场发射特性

运用气相沉积方法分别在硅片表面和钨针尖上制备了非取向生长的ZnO纳米线,并通过场发射显微镜研究了纳米线样品的平面场发射特性和针尖场发射特性.结果显示,非取向生长的ZnO纳米线薄膜场发射的开启电压和阈值电压所对应的场强分别为4.7和7.6V/μm,场增强因子达103量级,具有较阵列生长的ZnO纳米线更为优异的场发射能力.非取向生长ZnO纳米线薄膜场发射能力的增强归因于其所具有的稀疏结构避免了强场作用下屏蔽效应的产生,有效地提高了薄膜场发射的电流密度.将ZnO纳米线组装在钨针尖上能够明显地改善针尖的场发射性能,在超高分辨显微探针领域具有良好应用前景.     

单晶纳米硅薄膜的制备及其场发射特性

用小电流、特殊配比溶液的电化学阳极腐蚀法在p型、〈100〉晶向、0.01Ω·cm电阻率的硅片制备了大面积纳米硅薄膜.通过SEM,TEM,XRD和Raman光谱技术分析薄膜颗粒的微细结构.实验结果表明该纳米硅薄膜由直径为10～20nm,晶向一致的颗粒紧密排列而成,具有很好的物理化学稳定性.系统研究了薄膜结构特征和溶液配比、腐蚀时间、腐蚀电流密度的关系.成功观察到该薄膜具有很好的场发射特性,在0.1μA/cm2电流密度下,其开启电场为3V/μm,接近碳纳米管的1.1V/μm.     

ZnO纳米棒的图形化生长及其场发射特性

介绍了用氢离子注入技术和阳极腐蚀方法在硼掺杂p-(100)型硅晶片上制备图形化的纳米硅(SiNC)薄膜工艺,并在这种图形化衬底上成功生长了图形化的ZnO纳米棒.场发射测试表明制备的ZnO纳米棒具有良好的场发射性能,即具有较低的开启电场和阈值电场,较高的发射点密度.     

类金刚石薄膜冷阴极场发射研究进展

类金刚石薄膜具有负电子亲和势且易制备,作为冷阴极场发射材料在平板显示领域有潜在的应用价值而引起了人们的极大兴趣。本文对近年来国内外有关类金刚石薄膜制备方法,场发射实验与机理的研究现状进行了综述。     

大电流场发射冷阴极发射性能的研究

研究了利用丝网印刷法制备碳纳米管阴极,以获取很大的发射电流。用传统的二极结构,在真空压强小于5×10-4Pa的条件下测量了用该方法制备的场发射阴极,阴极形状为直径3 mm的圆点。测量结果表明,阴极的最大发射电流达到11 mA。     

电泳法制备四针状纳米ZnO场发射阴极

用电泳法成功地将四针状纳米ZnO沉降在透明导电玻璃ITO衬底上,制备出13cm×10cm面积的场发射阴极屏。使用扫描电子显微镜观察ZnO颗粒的表面形貌及分散均匀性。结果表明电泳法制得的ZnO场发射阴极屏透明且颗粒分布较均匀。讨论了电泳电压、沉降时间、电泳液浓度对阴极场发射电流的影响,通过实验得出用电泳法转移四针状纳米氧化锌制作阴极屏的最佳工艺条件,即直流电压75V、电泳时间为8min,两极距离2.5cm条件下制得的屏场发射性能较佳,显示效果较好。测试了ZnO阴极屏在1200V直流电压下长时间发射稳定性,测试过程电流波动范围小于5%。实验表明采用电泳法制备场发射阴极具有工艺简单、步骤少、易操作、成本低并能根据需要控制薄膜厚度及场发射屏面积等优点,对于大屏幕、低成本FED的研发具有实际应用意义。     

丝网印刷碳纳米管阴极老炼特性研究

影响碳纳米管阴极场发射稳定性和寿命的主要因素有真空度、场发射过程中的热效应以及场发射体对场发射电流的承载能力等。本文从外部特性的角度，对丝网印刷碳纳米管阴极老炼前后的场发射特性曲线进行了分析，得出了经过老炼后场强增强因子减小而有效发射面积比增大的变化规律，而且老炼电压越高，这种变化越大。这一结果与实验中发光图像的观察结果很好得吻合，说明经过老炼后，碳纳米管有效场发射点变钝而有效场发射点数量增加。     

纳米碳管场致发射冷阴极的研究

以热化学气相沉积法较容易地制备得到场发射冷阴极。在导电性较好的金膜上蒸镀镍点,以此作为热化学气相沉积反应的基底,首先高纯氢气被通入石英管中作为保护性气体,同时起到还原催化剂的作用;然后通人乙炔气体,在700℃下在镍催化剂颗粒上乙炔发生裂解反应,实现纳米碳管的生长,并进行了场致发射特性实验研究,发射电流密度可达1．29A／cm^2,获得较大发射电流密度。     

丝网印刷碳纳米管阴极场发射点开启场强的分布统计

由于碳纳米管阴极场发射点数量巨大，分布无规律，无法单独测量各个场发射点的开启阈值，所以一直没有效的实验方法获得碳纳米管阴极中场发射点开启阈值的分布规律。本文采用丝网印刷碳纳米管点阵作为阴极，通过不同电压下该阴极场发射发光亮点的统计，间接地获得了丝网印刷碳纳米管阴极中场发射点开启阈值的分布规律。在此基础上，通过过压老炼的方法，有效地压缩了碳纳米管阴极场发射开启阈值的分布，显著提高了碳纳米管阴极场发射的均匀性。     

电流法改善碳纳米管阴极场发射特性

针对丝网印刷碳纳米管阴极,提出电流法进行表面后处理,有效改善碳纳米管阴极场发射特性.利用扫描电子显微镜表征电流法处理前后CNTs阴极表面形貌变化,并对处理前后CNTs阴极进行场发射特性测试.结果表明,电流法处理后CNTs阴极表面残留有机物被破坏,开启电场从2.4 V/μm降低到1.6 V/μm,同样面积的薄膜(印制面积为1 cm×1 cm)在2.6 V/μm场强下的发射电流由30 μA提高到了800 μA,说明电流处理对于提高薄膜的场发射特性有明显作用.该方法在碳纳米管场发射显示器的制作中具有很好的实际应用价值.     

碳纳米管冷阴极材料制备及其场发射性能研究

在场发射显示器技术领域,碳纳米管被认为是目前最有前途的场发射冷阴极材料之一。碳纳米管具有低的场发射阈值电场,高的发射电流密度使它们比传统的热阴极材料以及其他的场发射冷阴极材料更适于实际的技术应用。介绍了碳纳米管的制备方法和场发射原理,并对碳纳米管的场发射性能研究进行了综合的评述。     

碳纳米管场发射阴极的厚膜工艺研究

研究了制备碳纳米管(CNT)场发射阴极的厚膜工艺,通过浆料配方和烧结工艺等方面的探索,在Si基底上制作了均匀、平整、场发射特性良好的CNT厚膜。CNT厚膜工艺研究表明,CNT浆料中银浆的最佳比例约为4.2％,最佳烧结温度为480℃(空气中),才能保证厚膜有较强的附着力,CNT又不至于全部氧化。银浆比例过大,则使高电压时场发射电流明显下降,通过对CNT厚膜的场发射特性测量得知,其开启电压为2．4V／μm,在5V／μm的电场下,场发射电流密度为27．8μA／cm^2,但发光显示情况不佳,通过使用含有机粘结剂的浆料,使显示发光情况得到了很大改善。     

具有微小栅极孔径的场发射阴极的模拟

利用有限元方法计算了具有微小栅极孔径的Spindt结构场发射阴极在不同栅极形状、孔径、电压下的电场分布和电子轨迹，并根据电子运动轨迹计算了场发射电子束的发散角和发射效率。计算结果表明微小栅极孔径可以有效减小场发射电子束的发散，同时通过调整栅极的形状可以获得较高的场发射效率。